永磁体及永磁体的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种永磁体，尤其涉及一种机器的永磁体转子，其包括：第一套筒；第一顶盖和第二顶盖，被布置为封闭所述第一套筒的内部开口；永磁体，形成在所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的所述套筒的内部开口中，且其包括被压缩的、非粘结的粉末材料，所述粉末材料包括硬磁粉材料、软磁粉材料或硬磁粉材料和软磁粉材料的组合。本发明专利技术还涉及一种永磁体转子的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种永磁体，尤其涉及一种电机(electric machine)的永磁体转子。本专利技术还涉及这种永磁体的制造方法。在优选实施例中，根据本专利技术的永磁体是机器的永磁体转子。
技术介绍
在市场上可得到用于转子的不同类型的永磁材料。选择何种材料往往取决于转子的期望磁强与转子材料(例如磁粉)的价格之间的平衡。此外，多个其它参数(如腐蚀状态、温度、磁体的工作点等)也将对所述选择的选取产生影响。可用的永磁材料包括铁氧体和NdFeB、SmCo或AINiCo。能够以多种方式来制造由这些材料制成的磁体，但是最常选择的方式是烧结(sintering)、注射成型(injection molding)或粘结(bonding)。通过在适当的熔炉中对磁粉进行烧结接着在高压下进行压缩来制成烧结磁体。由包含粘合剂(binder)的磁粉的复合物来制成粘结磁体。通过压缩模具中的复合物来形成该永磁体。EP 1722457A公开了一种马达，其具有包括这种类型的粘结磁体的转子。使用转子中的上述磁体的缺点在于由于复杂的制造工艺，制造烧结磁体一般相对较贵，而粘结磁体，例如由于它们包含了非磁性粘合剂材料，通常也不如烧结磁体的功效高。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供优良的永磁体，其不具备上述缺点，而是具有较高的磁场强度。其进一步的目的是提供永磁体转子的优良的制造方法。通过具有权利要求1中限定的特征的永磁体、以及通过具有在权利要求18中限定的特征的永磁体转子的制造方法来实现这个目的。在各自的从属权利要求中限定了进一步的实施例。根据本专利技术的永磁体具有由压缩的、非粘结的磁粉材料制成的结构。这意味着没有特定的粘结剂(bonding)与粉末材料混合，并且也没有使用烧结。磁粉材料仅仅通过压制而形成期望的形状。所述磁粉材料是硬和/或软磁粉材料，优选仅为硬磁粉材料。在将粉末材料压制并形成期望形状之后，通过将磁体磁化，可在材料中限定磁极。因而，根据本专利技术能够在永磁体中生成一个或多个磁极。如上文所述，磁粉材料为非粘结的，即其不包括粘合剂材料。其仅仅被压制在一起。可施加比现有技术的产品中所使用的压力更高的压力。这一压力可大于lOOOMPa，优选大于1500MPa至2000MPa或更大。优选地，磁粉材料(即被压制的磁粉材料)的表面可以至少部分地或优选全部地被覆盖材料覆盖和/或使磁粉材料的表面受到表面处理。这种覆盖材料或表面处理对所使用的磁体的表面提供了需要的保护。这种表面处理和/或覆盖材料可赋予磁体所需要的机械强度。此外，磁体可变得对应用环境(例如湿气)更有抵抗力。所述覆盖材料可以是围绕磁粉材料的盖子或套筒(sleeve)，例如是由钢铁(尤其是不锈钢)制成的套筒。例如，所述表面处理可以是例如通过将涂层喷射到被压缩的粉末材料的表面上或至少部分表面上的表面涂层。在优选实施例中，磁粉材料对外部而言是完全封装的，即完全容纳在覆盖材料 (如套筒)内。磁粉材料可被压制到套筒中。因而，套筒可额外限定所完成的磁体的形状。然而， 如上文所述，还能将套筒布置在冲模(die)内，当用高压将磁粉材料压制到套筒内时，套筒因此而变为冲模的形状。优选地，永磁体为机器的永磁体转子。这种机器的永磁体转子可包括第一套筒；第一顶盖和第二顶盖，被布置为封闭所述第一套筒的内部开口 ；永磁体，形成在所述第一顶盖和所述第二顶盖之间的所述套筒的内部开口中，其包括被压缩的、非粘结的磁粉材料，所述磁粉材料包括硬磁粉材料和/或软磁粉材料或硬磁粉材料和软磁粉材料的组合。术语机器包括发电机和电动机、磁耦合器、磁性齿轮或线性致动器。所述磁粉材料为非粘结形式，这意味着粉末材料仍可呈粉末形式并可在移除压缩的情况下散成粉末。然而，通过高压下的压缩，即使解除了压力，粉末材料也可保持为被压缩的形状。作为直接将磁粉材料压制到套筒中的替代方式，还能够将粉末材料首先压制成期望形状再环绕此永磁体放置套筒。非粘结的磁粉材料的一个优点在于，永磁体不包括任何粘合剂材料。这样就能很容易地回收利用这些磁体。此外，使用诸如环氧树脂类粘合剂材料的相关问题是，最外层中的磁体将被腐蚀，从而磁体的磁通量将减少。由于在本专利技术中没有将粘合剂添加至磁粉材料，从而能够避免粘合剂引起的腐蚀。术语硬磁粉材料指的是诸如AINiCo、铁氧体、SmCo, SmFeN, NdFeB等磁粉，并可被表征为体现出大的磁滞现象的高抗磁力(coercive force)材料。术语软磁粉材料指的是诸如Fe、Co、Ni、FeSi、Fe3P或FeNi等粉末材料，并可被表征为在施加磁场时易被磁化、而当移除磁场时则回到基本无磁性的状态的材料，即具有高磁穿透性、低抗磁力以及低磁滞损耗的特性的材料。由于所限定的磁粉材料可包括硬磁粉材料和软磁粉材料的组合，从而保证可获得例如基于磁体的期望的抗磁特性的各种设计。如果使用了硬磁粉材料和软磁粉材料的复合物，优选以期望的模式将套筒中的材料分离，从而实现转子期望的设计和功能性。通过根据本专利技术制造永磁体，保证了磁粉材料的密度增加，并且保证了可获得较强的磁体。对于本专利技术的一个实施例，术语较强指的是磁体的剩余磁化强度。还保证了磁粉材料所增加的密度允许制成可操作的磁体，尤其是制成尺寸较小的永磁体转子。在本专利技术的一个方案中，例如在第一和第二顶盖之间，被压缩的磁粉材料的密度处于5. 0到8. Og/cm3的范围内，优选处于6. 8到7. 7g/m3的范围内，例如为7. 3g/m3。据此， 保证磁粉材料被压缩的程度能够形成具有足够强度的磁体。对于本专利技术的各实施例，硬磁粉材料粒子的尺寸可与传统塑料粘结粉末的尺寸相同。对于本专利技术的各实施例，所述套筒优选由不锈钢制成，但是对于其它实施例而言， 其也可由诸如铜、铁、钛、铝或合成材料等其它材料制成。据此，保证了磁体(例如作为转子)可在侵蚀性(aggressive)环境条件(诸如水、污水、油等各种液体)下操作。例如在燃料乙醇(bio-ethano)、清洁燃料中，可能有水存在，从而对磁体有特定要求，这就需要对磁体进行封装。因此，本专利技术的磁体可适用于这些应用。对于本专利技术的一个实施例，被布置为封闭所述第一套筒的内部开口的第一顶盖和第二顶盖至少之一被锁定至第一套筒。能够以多种方式完成将一个或多个顶盖锁定至第一套筒，例如通过将套筒和顶盖互锁的冲压变形、通过焊接(welding)、软焊(soldering)、缝合(seaming)、通过将制备有螺纹的顶盖和制备有类似的螺纹的套筒拧到一起(这些螺纹彼此适配)等等来实现。对于本专利技术的各实施例，顶盖由厚度在0. 5到2. Omm(如1. Omm)的范围内的材料制成。在本专利技术的另一方案中，所述磁粉材料的表观密度(apparent density)和所述磁粉材料的压缩密度之间的比率处于2. 0到2. 9的范围内，例如为2. 7。据此而保证了磁粉材料例如在套筒中被充分压缩，以形成期望的永磁体。在本专利技术的一个方案中，所述永磁体包括至少90%体积的、优选至少95%体积的被压缩的磁粉材料，且所述磁粉材料不含粘合剂。通过给永磁体(例如作为转子)提供高含量的、被压缩的、非粘结的粉末材料，保证了永磁体(从而也保证了转子)的较高磁场强度(磁通量)的实现，优选接近磁场强度的最大值。在本专利技术的另一方案中，所述永磁体还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种永磁体，其特征在于其具有由被压缩的、非粘结的磁粉材料制成的结构，其中所述磁粉材料为硬磁粉材料和／或软磁粉材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·谢尔斯蒂恩，
申请(专利权)人：格伦德福斯管理联合股份公司，
类型：发明
国别省市：DK